#187 Simon Bonnemain e le origini del riscaldamento…e del termostato

Sappiamo che il termostato funziona sulla base del diverso coefficiente di dilatazione termica di due metalli che compongono la lamina di bi-metallo. E sappiamo che il primo utilizzo formale risale al 1830, per opera del chimico scozzese Andrew Ure. Recentemente, però, mi sono imbattuto in un personaggio che onestamente non conoscevo e che sembrerebbe avere influenzato, e non di poco, il nostro Ure.

Nel corso di alcune ricerche e approfondimenti, stimolati anche da informazioni pubblicate su un catalogo di un mio partner francese, mi sono imbattuto nella figura di Jean Simon Bonnemain (1743-1830) e nel saggio del 2006 di una ricercatrice francese, Emmanuelle Gallo[1].

Bonnemain è stato riconosciuto quale inventore del sistema di riscaldamento centralizzato ad acqua calda. Anche se in realtà la sua principale invenzione sia stata un sistema di regolazione della temperatura, con una vastissima possibilità di applicazioni. Le origini risalgono al periodo 1778-1793 durante il quale Bonnemain sviluppa un’incubatrice artificiale per polli. Questa macchina poteva controllare la schiusa delle uova e l’allevamento artificiale dei polli grazie a un sistema di regolazione del calore. Per questo motivo, nel 1783, chiese ed ottenne, il 12 marzo, un “privilegio reale” per 15 anni. Si tratta di un sistema francese di protezione delle invenzioni antecedente ai brevetti, introdotti nel 1791, e rilasciato con decreto reale.

Il regolatore di calore (come si vede in figura [2]) era costituito da una doppia asta in ferro e ottone. La differenza di dilatazione termica dei due metalli era responsabile del movimento. L’asta, collegata a una leva, apriva e chiudeva una porta per regolare l’ingresso dell’aria nel forno, variando l’intensità del fuoco. L’asta era anche collegata a una superficie per fissare la temperatura e veniva fatta passare attraverso la stufa sopra il forno.

Questo sistema consentiva un calore costante mantenuto per un certo tempo di funzionamento e poteva essere utilizzato anche in diversi modi. Nel corso degli anni successivi questo sistema venne applicato anche a serre, bagni, stufe, cucine, riscaldamento domestico e delle serre, lavaggio della biancheria. Per promuovere l’applicazione di questo suo sistema, Bonnemain fu, nel 1798, uno dei 110 espositori alla prima Fiera Industriale sugli Champs Elysées a Parigi.

Il concetto di un’asta che poteva allungarsi o restringersi in funzione della variazione della temperatura è ancora oggi il sistema con il quale funzionano i termostati ad asta (o invar), tuttora utilizzati nel mondo del riscaldamento.

Nel 1815 abbiamo finalmente l’incontro con il professore di chimica dell’Università di Glasgow, Andrew Ure (1778-1857). Questi riceve alcune lezioni private da Bonnemain in merito alla costruzione di stufe ad acqua calda e sull’incubazione artificiale.

Ure ci fornisce questa descrizione di Bonnemain:

“Era allora un uomo robusto e sano, di circa settantadue anni, dai modi amabili e compiacenti, e ben informato su tutte le interessanti invenzioni dell’epoca. Ho fatto con lui molte passeggiate istruttive. Era sempre pronto a condurre il curioso straniero a vedere tutto ciò che c’era di più innovativo nella scienza e nell’arte, concludendo il suo giro di visite al Jardin des Plantes.”[3]

Quindici anni dopo, Andrew Ure creò il primo sistema di controllo della temperatura all’interno di una fabbrica di cotone, utilizzando per la prima volta il termine di thermostat (termostato) per descrivere il dispositivo che, sfruttando il diverso coefficiente di dilatazione dei metalli, consentiva l’ingresso di aria fresca dall’esterno e di abbassare la temperatura all’interno della fabbrica.

La scienza non ha confini e non ha tempo. Un’invenzione, che inizialmente può sembrare irrilevante e destinata a morire, in breve potrebbe aprire orizzonti infiniti e diventare immortale, come è successo con il sistema di riscaldamento di Bonnemain. Tutto inizia sul finire del XVIII secolo, per sviluppare e potenziare un’incubatrice per la schiusa delle uova dei polli. E oggi, nel 2025, quel sistema è stato esteso a tutto il mondo del riscaldamento e del controllo della temperatura, ma resiste ancora nel mondo delle incubatrici. Infatti, non molto tempo fa ho venduto alcuni termostati bimetallici a un produttore di macchine per incubatrici di uova. Uno dei numerosi strani business che abbiamo incontrato in oltre 26 anni di attività.

Perché, come accennavo prima, il controllo meccanico della temperatura, basato sul principio della dilatazione dei metalli che Bonnemain sviluppò e mise in atto alla fine del Settecento e che lui stesso cercò di estendere ad altri settori, oggi viene utilizzato non solo nel mondo del riscaldamento, ma anche della refrigerazione, nelle resistenze elettriche, nei motori, nei trasformatori e ovunque ci sia un passaggio di corrente che possa causare un surriscaldamento degli impianti.

La tecnologia si è evoluta e oggi li differenziamo tra termostati bimetallici o protettori termici, termostati regolabili e termostati in aria. Abbiamo raggiunto anche dimensioni ridottissime creando i microprotettori. Ma il concetto resta quello che Jean Simon Bonnemain sviluppò a partire dal 1778 e che ancora oggi è uno dei principali sistemi di controllo meccanico della temperatura.

[1] Emanuelle Gallo, « Jean Simon Bonnemain (1743-1830) and the Origins of Hot Water Central Heating », 2nd International Congress on Construction History, Queens’ College, Cambridge, UK, 29th March-2nd April, 2006 edited by the Construction History Society

[2] Bonnemain, Jean Simon, 14 August 1782, “Mémoire sur le régulateur du feu”, sealed envelope n° 222, joined to the minutes of the French Academy of Sciences, Paris, 24 p., 6 pl. (pli 222 14 août 1782)

[3] Ure, Andrew, 1838. Architectural Magazine, vol. 5, p. 39-41.